‘Google Maps’ voor chirurgen

Afbeelding van artsen in de OK aan het werk met de Da Vinci XI operatierobot. Artsen zijn voor hun oriëntatie volledig afhankelijk van de informatie op het scherm. Foto: Intuitive.com

Bij patiënten met slokdarmkanker moeten soms de maag en een deel van de slokdarm worden verwijderd. Dit wordt steeds vaker gedaan met robotgeassisteerde chirurgie. De chirurg kan nauwkeuriger werken en het is aangetoond dat patiënten sneller herstellen en daarna minder complicaties ervaren. Chirurg Jelle Ruurda van het UMC Utrecht is expert op dit gebied en leidt chirurgen op om de ingreep uit te voeren met de Da Vinci operatierobot.

Maar er is ruimte voor verbetering. De training vereist veel tijd en veel oefening, zelfs voor ervaren reguliere chirurgen. Daarom zette hij samen met onderzoekers van de TU/e het IntraSurge onderzoeksproject op. Het doel is om een geautomatiseerd navigatie- en oriëntatiesysteem te creëren voor chirurgen tijdens operaties. Een soort Google Maps voor de chirurg om te helpen bij de verschillende stappen tijdens de procedure.

Augmented reality
Postdoc-onderzoeker Yasmina Al Khalil werkt sinds 2023 aan het IntraSurge-project bij de faculteit Biomedical Engineering, samen met promovendi Yiping Li en Ronald de Jong. “Ik heb altijd al mijn kennis als elektrotechnisch ingenieur willen inzetten om de zorg te verbeteren. Toen ik op de hoogte werd gebracht van dit project, was het echt een droom die uitkwam.”

Het is handig om te weten hoe de chirurg zo’n robotgeassisteerde operatie uitvoert. Hij staat niet aan de operatietafel maar zit een paar meter verderop, kijkt naar een 3D-scherm en houdt de bedieningselementen vast. Hij bestuurt het chirurgische gereedschap van de robot met zijn handen en voeten.

“We werken aan real-time augmented reality voor chirurgen. De eerste stap is om tijdens de operaties duidelijk in de afbeelding aan te geven waar alle belangrijke anatomische gebieden, weefsels en organen zich bevinden. Denk bijvoorbeeld aan het hartzakje, de longen, grote aders en slagaders en zenuwbundels”, legt Al Khalil uit. Augmented reality voegt een extra informatielaag toe aan de beelden die de chirurg ziet. Dat is de eerste stap voor de routeplanner: het herkennen van straten, huizen en fietspaden. “De eerste voorbeelden laten zien dat we al behoorlijk succesvol zijn in 2D. We zijn echter nog lang niet tevreden en we denken dat er nog veel ruimte voor verbetering is.

Van 2D naar 3D
De volgende stap is om deze informatie toe te voegen aan de 3D-beelden waarmee de chirurgen werken. Al Khalil: “Tijdens de operatie hebben de chirurgen een 3D-beeld nodig om de diepte in te schatten, dat is ook wat de Da Vinci-operatierobot biedt. We werken al aan manieren om die beelden naadloos van aanvullende informatie te voorzien”. “We willen ook informatie toevoegen die de chirurg niet kan zien. Met onze augmented reality kunnen we de delen van het lichaam laten zien die onzichtbaar zijn, zoals diepere weefsellagen of organen die aan het zicht worden onttrokken door vetweefsel of bloed.”

“We hebben vooraf een CT-scan van de patiënt nodig, zodat we hun anatomie kennen. Door informatie over organen of slagaders die aan het zicht onttrokken zijn mee te nemen, kunnen we waardevolle aanvullende inzichten opleveren.” Bovendien helpt de uitgebreide informatie de chirurg om precies te weten waar hij zich tijdens de operatie bevindt. Iedereen die ooit een 3D-game heeft gespeeld, weet hoe snel je je gevoel voor op en neer verliest.

“Als een foto je vertelt waar je bent en in welke richting je kijkt, maakt dat een enorm verschil. Dit maakt dit soort robotgeassisteerde chirurgische technieken niet alleen sneller te leren, maar ook minder vermoeiend voor de chirurgen, vooral bij lange, complexe en risicovolle procedures”, zegt Al Khalil.

Informatie toevoegen
In de laatste stap van het project willen de onderzoekers informatie over de procedure zelf toevoegen. Elke chirurgische ingreep bestaat uit verschillende stappen, zoals het binnendringen van het lichaam, het verwijderen van een orgaan of tumor, netjes hechten en het sluiten van de huid. Al Khalil: “Net zoals het voor een chauffeur fijn kan zijn om het navigatiesysteem aan te zetten op een bekende route, kan het voor ervaren chirurgen net zo waardevol zijn om dit soort informatie te hebben terwijl ze werken. Je weet waar je bent, kunt anticiperen op de volgende afslag en weet hoeveel van de reis nog rest.”

“Daarom vergelijkt Jelle (Ruurda, red.) het met Google Maps. Het biedt dezelfde geruststelling wanneer je onderweg bent, maar geeft ook tips en informatie die je nodig hebt om veilig en op tijd aan te komen. Dit maakt lange operaties minder vermoeiend en minimaliseert het risico op fouten als gevolg van vermoeidheid.”